T5C Serie 5050 Weißlicht-LED Datenblatt - Abmessungen 5,0x5,0x1,9mm - Spannung 6,4V - Leistung 5,12W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die T5C Serie repräsentiert eine hochleistungsfähige, von oben betrachtbare Weißlicht-LED, die für anspruchsvolle Allgemeinbeleuchtungsanwendungen konzipiert ist. Dieses 5050-Gehäuse (5,0mm x 5,0mm) nutzt ein thermisch optimiertes Design zur effektiven Wärmeableitung, was einen stabilen Betrieb bei hohen Treiberströmen ermöglicht. Ihre Hauptvorteile umfassen einen hohen Lichtstrom, einen weiten Abstrahlwinkel und die Kompatibilität mit bleifreien Reflow-Lötprozessen, was sie für moderne, automatisierte Fertigungslinien geeignet macht. Das Produkt ist RoHS-konform und entspricht damit globalen Umweltstandards. Zielmärkte sind Architektur- und Dekorationsbeleuchtung, Retrofit-Lösungen für bestehende Leuchten, Allgemeinbeleuchtung sowie Hintergrundbeleuchtung für Innen- und Außenschilder.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Elektro-optische Eigenschaften

Die Schlüsselperformance wird bei einer Sperrschichttemperatur (Tj) von 25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 800mA gemessen. Der Lichtstrom variiert mit der korrelierten Farbtemperatur (CCT). Für eine 2700K-LED mit einem Farbwiedergabeindex (CRI oder Ra) von 80 beträgt der typische Lichtstrom 645 Lumen, mit einem Minimum von 600 Lumen. Für CCTs von 3000K bis 6500K (alle bei Ra80) liegt der typische Lichtstrom zwischen 680 und 710 Lumen, mit Minima von 600 bis 650 Lumen. Die Toleranzen betragen ±7% für den Lichtstrom und ±2 für den CRI.

2.2 Elektrische & thermische Parameter

Die Absolutwerte (Absolute Maximum Ratings) definieren die Betriebsgrenzen. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (IF) beträgt 960mA, mit einem Pulsstrom (IFP) von 1440mA unter spezifischen Bedingungen (Pulsbreite ≤100μs, Tastverhältnis ≤1/10). Die maximale Verlustleistung (PD) beträgt 6720mW. Das Bauteil kann in Umgebungstemperaturen von -40°C bis +105°C betrieben werden und Sperrschichttemperaturen bis zu 120°C standhalten.

Unter typischen Betriebsbedingungen (IF=800mA, Tj=25°C) beträgt die Durchlassspannung (VF) typischerweise 6,4V, mit einem Bereich von 6,0V bis 7,0V (±0,2V Toleranz). Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) ist mit 120 Grad sehr weit. Ein kritischer Parameter ist der thermische Widerstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (Rth j-sp), der typischerweise 2,5°C/W beträgt. Dieser niedrige Wert weist auf die effiziente Wärmeübertragungsfähigkeit des Gehäuses zur bestückten Leiterplatte hin.

3. Erklärung des Binning-Systems

3.1 Artikelnummerierung

Die Artikelnummer folgt einem strukturierten Code: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Wichtige Positionen geben an: Typ (z.B., 5C für 5050), CCT (z.B., 27 für 2700K), CRI (z.B., 8 für Ra80), Anzahl der seriellen und parallelen Chips, Bauteilcode und Farbcode, der den Farbortstandard definiert (z.B., R für 85°C ANSI).

3.2 Lichtstrom-Binning

LEDs werden in Lichtstrom-Bins sortiert, die durch zweibuchstabige Codes gekennzeichnet sind (z.B., GN, GP, GQ, GR). Beispielsweise kann eine 4000K-LED mit Ra82 als GP (650-700 lm), GQ (700-750 lm) oder GR (750-800 lm) gebinnt werden. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile basierend auf präzisen Helligkeitsanforderungen für eine konsistente Anwendung auszuwählen.

3.3 Durchlassspannungs-Binning

Auch die Spannung wird gebinnt, um elektrische Konsistenz zu gewährleisten. Codes wie B4, C4, D4, E4 und F4 repräsentieren Spannungsbereiche von 6,0-6,2V bis zu 6,8-7,0V in 0,2V-Schritten. Das Abgleichen von Spannungs-Bins kann für das Treiben mehrerer LEDs in Reihe wichtig sein, um eine gleichmäßige Stromverteilung sicherzustellen.

3.4 Farbort-Binning

Die Farbkonsistenz wird für jede CCT innerhalb einer 5-Schritt-MacAdam-Ellipse streng kontrolliert. Das Datenblatt liefert die zentralen Farbortkoordinaten (x, y) bei sowohl 25°C als auch 85°C Sperrschichttemperatur, zusammen mit den Ellipsenparametern (a, b, Φ). Dies gewährleistet minimale sichtbare Farbvariationen zwischen LEDs aus demselben Bin, selbst unter verschiedenen Betriebstemperaturen. Der Standard folgt dem Energy Star Binning für CCTs von 2600K bis 7000K.

4. Analyse der Leistungskurven

4.1 Spektrale Verteilung

Obwohl das genaue Diagramm der spektralen Leistungsverteilung (SPD) im bereitgestellten Text nicht detailliert ist, ist es ein Standardmerkmal, das die relative Intensität über die Wellenlängen für eine Weißlicht-LED zeigt. Typischerweise zeigt eine Weißlicht-LED, die einen blauen Chip mit Phosphorkonversion verwendet, einen dominanten blauen Peak und ein breiteres gelbes Phosphor-Emissionsband. Die genaue Form bestimmt die CCT und den CRI.

4.2 Abstrahlwinkel-Verteilung

Das bereitgestellte Polardiagramm (Abb. 2) veranschaulicht die Lichtstärke als Funktion des Winkels von der Zentralachse. Mit einem angegebenen Abstrahlwinkel von 120 Grad zeigt die Kurve ein nahezu lambertisches oder "Fledermausflügel"-Muster, das anzeigt, wie das Licht räumlich verteilt wird. Dies ist entscheidend für das Design von Optiken für spezifische Lichtverteilungen.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen und Polarität

Das Gehäuse hat das 5050-Formfaktor mit Abmessungen von 5,00mm x 5,18mm im Footprint und einer Höhe von etwa 1,90mm. Das Lötpad-Layout ist klar definiert, mit separaten Anoden- und Kathodenpads. Eine Polarisierungsmarkierung (wahrscheinlich eine abgeschrägte Ecke oder eine Markierung auf dem Gehäuse) identifiziert die Kathode. Alle nicht spezifizierten Toleranzen betragen ±0,1mm.

6. Löt- & Bestückungsrichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Die LED ist für bleifreies Reflow-Löten geeignet. Das empfohlene Profil umfasst: Ein Vorwärmen von 150°C auf 200°C über 60-120 Sekunden, ein Aufheizen auf die Spitzentemperatur mit einer maximalen Rate von 3°C/Sekunde, eine Zeit oberhalb der Liquidustemperatur (217°C) von 60-150 Sekunden, eine maximale Gehäusetemperatur (Tp) von nicht mehr als 260°C und eine Zeit innerhalb von 5°C von Tp von weniger als 30 Sekunden. Die Gesamtzeit von 25°C bis zur Spitzentemperatur sollte 8 Minuten nicht überschreiten. Die Einhaltung dieses Profils ist entscheidend, um thermische Schäden am LED-Chip, Phosphor und Gehäuse zu verhindern.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

Die LEDs werden auf Tape and Reel für die automatisierte Bestückung geliefert. Jede Rolle kann maximal 2000 Stück enthalten. Die Tape-Abmessungen gewährleisten die Kompatibilität mit Standard-Pick-and-Place-Geräten. Die kumulative Toleranz über 10 Pitches beträgt ±0,2mm. Die Rollenverpackung enthält Etiketten mit der Artikelnummer (P/N) und dem Herstellungsdatum.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

This high-power LED is ideal for: Architectural Lighting: Facade washing, cove lighting, and accent lighting where high output and good color rendering are needed. Retrofit Lamps: Direct replacement for traditional light sources in downlights, track lights, and panel lights. General Lighting: High-bay lighting, industrial lighting, and commercial fixtures. Signage Backlighting: Illuminating channel letters, light boxes, and informational displays, both indoors and outdoors.

8.2 Designüberlegungen

Thermal Management: The key to longevity and maintaining light output. Use an MCPCB (Metal Core Printed Circuit Board) with adequate thermal vias and consider the overall heat sink design to keep the junction temperature well below the 120°C maximum. The low Rth j-sp of 2.5°C/W helps, but system-level design is paramount. Drive Current: While rated for up to 960mA, operating at 800mA or lower will improve efficacy and lifespan. Use a constant current driver suitable for the LED's forward voltage. Optics: The 120-degree viewing angle provides a wide beam. Secondary optics (lenses, reflectors) can be used to collimate or shape the light as required by the application.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Mid-Power-LEDs (z.B., 2835, 3030) bietet dieses 5050-Gehäuse einen deutlich höheren Einzelpunkt-Lichtstrom, was die Anzahl der benötigten Komponenten für eine gegebene Lichtausbeute reduziert. Sein thermisch optimiertes Design ermöglicht es, höhere Treiberströme als ältere 5050-Gehäuse zu halten. Das umfassende Binning (Lichtstrom, Spannung, Farbort) bietet eine überlegene Farb- und Helligkeitskonsistenz, die für professionelle Beleuchtungsanwendungen entscheidend ist, und unterscheidet es so von Commodity-LEDs mit größeren Toleranzen.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

Q: What is the typical power consumption of this LED?
A: At the typical operating point of 800mA and 6.4V, the power is approximately 5.12 Watts (P = I*V).

Q: How does temperature affect performance?
A: As junction temperature increases, luminous flux typically decreases, and the forward voltage drops slightly. The chromaticity coordinates also shift, as noted in the binning table. Proper heat sinking mitigates these effects.

Q: Can I drive this LED with a constant voltage source?
A: It is strongly discouraged. LEDs are current-driven devices. A constant voltage source with a simple series resistor is inefficient and offers poor current regulation over temperature and component variations. Always use a dedicated constant current LED driver.

Q: What is the meaning of the "5-step MacAdam ellipse"?
A: It defines an area on the chromaticity diagram. LEDs whose color points fall within the same 5-step ellipse are considered to have no perceptible color difference to the average human eye under standard viewing conditions. Smaller step numbers (e.g., 3-step, 2-step) indicate even tighter color matching.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Scenario: Designing a High-Quality 4000K LED Panel Light.
A designer aims for a panel light with 3000 lumens output and uniform color. Using the 5050 LED binned in GR (750-800 lm min) at 4000K and Ra82, they would need approximately 4 LEDs (3000 lm / 750 lm per LED = 4). They would select all LEDs from the same flux bin (GR) and voltage bin (e.g., C4 for 6.2-6.4V) to ensure consistent brightness and electrical behavior. The LEDs would be mounted on a large, thermally conductive MCPCB acting as a heat spreader, which is then attached to the metal frame of the panel light. A constant current driver capable of delivering 800mA to the series string of 4 LEDs (total forward voltage ~25.6V) would be selected. Secondary diffusers would be used to blend the light from the four discrete sources into a uniform panel.

12. Funktionsprinzip

Dies ist eine phosphorkonvertierte Weißlicht-LED. Der Kern ist ein Halbleiterchip (typischerweise Indiumgalliumnitrid), der blaues Licht emittiert, wenn elektrischer Strom durch ihn fließt. Dieses blaue Licht trifft auf eine Schicht aus Phosphormaterial (z.B., mit Cer dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat - YAG:Ce), die auf oder nahe dem Chip abgeschieden ist. Der Phosphor absorbiert einen Teil des blauen Lichts und emittiert es als breites Spektrum von gelbem Licht neu. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem konvertierten gelben Licht erscheint dem menschlichen Auge als weiß. Das genaue Verhältnis von Blau zu Gelb und die spezifische Phosphorzusammensetzung bestimmen die korrelierte Farbtemperatur (CCT) des emittierten weißen Lichts.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie geht hin zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbwiedergabe (höherer CRI und bessere R9-Werte für Rotsättigung) und größerer Zuverlässigkeit bei höheren Betriebstemperaturen. Es gibt auch eine Bewegung hin zu kompakteren Gehäusen, die den gleichen oder höheren Lichtstrom liefern können, wie in der Entwicklung von 5050 zu 3535 und sogar kleineren Footprints für Hochleistungsanwendungen zu sehen ist. Darüber hinaus werden abstimmbare Weißlicht-LEDs, die die CCT variieren können, für menschenzentrierte Beleuchtungsanwendungen immer verbreiteter. Das Streben nach Nachhaltigkeit treibt weiterhin höhere Effizienz und längere Lebensdauern voran, was die Gesamtbetriebskosten und die Umweltauswirkungen reduziert.